锅炉受热面的损坏原因及检修方法

杨光

摘 要：受热面作为锅炉的主要传热介质，其运行状态直接影响到锅炉的运行效率，一旦受热面遭到损坏，将会直接威胁到锅炉运行的安全性和可靠性。随着锅炉的运行负荷逐渐增加，长期处于高温高压的运行状态下，加之受到各种因素的干扰，会对锅炉受热面结构的完整性产生一定的影响，由此导致受热面无法正常运行。水垢、腐蚀、磨损、超温等都是导致受热面损坏的因素，所以文章对锅炉受热面损坏的常见原因进行分析，进而提出防范措施，为锅炉受热面的设计工作具有一定的参考意义。

关键词：受热面；腐蚀；超温

锅炉受热面管子包括：水冷壁管和对流管束。锅炉本体受热面管子的常见缺陷有：腐蚀、磨损、超温、结垢等。尽管锅炉结构型式不同，但在使用中出现的缺陷，一般都离不开这几种损坏形式。因此，无论在使用、维护、检查和修理中，必须要特别重视。

一、锅炉受热面损坏的影响

锅炉受热面的损坏是指水冷壁、省煤器、过热器、再热器泄漏、爆破等。在电厂锅炉设备的各类事故，受热面损坏事故最为普遍，约占各事故总数的30%左右。锅炉受热面一旦发生泄漏或爆破，大多均需停炉后处理，由此造成的经济损失将是巨大的。当受热面发生爆破时，由于大量汽水外喷将对锅炉运行工况产生较大的扰动，爆破侧烟温将明显降低，使锅炉两侧烟温偏差增加，给参数的控制调整带来困难。水冷壁发生爆管时，还将影响锅炉燃烧的稳定性，严重时甚至会造成锅炉灭火。当受热面发生泄漏或爆破后，如不及时停运处理，还极易造成相邻受热面管壁的吹损，并对空预器、电除尘器、吸风机等设备带来不良的影响。因此，发生受热面损坏事故后应认真查找原因，制定防范对策和措施，尽量避免和减少泄漏或爆管事故的发生。

二、锅炉受热面损坏主要原因分析

1. 锅炉受热面腐蚀

锅炉受热面腐蚀减薄损坏，因涉及范围较大，一旦暴露，常导致重复爆漏停炉，而且修复工作量大，因此预防及保护设备不受腐蚀是提高机组可用率必须解决的基本任务之一。汽、水侧腐蚀按其机理分，包括苛性腐蚀、氢损害、氧腐蚀、垢下腐蚀及应力腐蚀。烟气侧腐蚀包括水冷壁向火侧腐蚀、高温煤灰（油灰）腐蚀和低温腐蚀。国内很多电厂曾因垢下腐蚀，水冷壁氢损坏及向火侧腐蚀，导致大面积换管。曾有一台锅炉由于斜顶棚内的下降管外壁腐蚀爆破造成一死六伤的重大人身事故。国外一些超临界机组曾发生因过热器管内壁氧化皮脱落，被蒸汽带入汽机而引起喷嘴、叶片的固体硬粒侵蚀。

2. 锅炉受热面磨损

发电锅炉受热面的烟气冲刷和飞灰磨损，不但造成受热面的频繁更换，使发电成本增加，而且还将造成受热面的泄漏或爆管事故发生，直接导致非计划停机。受热面的烟气冲刷和飞灰磨损一般都带有局部性，在烟速高的烟气走廊区和灰粉浓度大的区域，通常磨损较严重。减轻烟气冲刷和飞灰磨损，一方面应从受热面布置上加以改进，尽量避免形成“烟气走廊”，在管子易磨损处加装防磨瓦等；另一方面还应从运行调整着手，控制锅炉各处的漏风以降低烟气流速，重视燃烧调整工作；再者就是避免不完全燃烧的发生。

3. 锅炉受热面超温

存在超温运行对于锅炉受热面管泄漏的影响是显而易见的。众所周知超温运行通常能够分为长期超温以及短期超温。而较为常见的长期超温运行主要是指管壁温度处于设计温度以上而低于材料的下临界温度，在这一过程中超温幅度不大但时间较长并且锅炉管子发生碳化物球化与此同时蠕变加快，因此很容易在管子薄弱部位发生脆裂爆管。除此之外，与长期超稳运行相对应的短期超稳运行主要是指管壁温度超过材料的下临界温度，从而导致了材料强度下降并且在内压力作用下发生胀粗爆管，因此，在这一前提下进行锅炉受热面管泄漏预防就有着很高的必要性。

4. 锅炉受热面结垢

水垢是导致锅炉受热面损坏的常见原因之一，因为受热面一侧接触火焰或者烟气，另一侧接触水或者导热油，在受热面和炉水之间产生热交换的过程中，就会受到水质的影响而产生水垢。如果锅炉给水中含有重碳酸盐类的杂质，在温度较高的情况下就会受热分解，生成较难溶的沉淀物。而在锅炉给水循环的过程中，随着温度的升降，一些盐类也会形成结晶而附着在受热面的管壁上，这些沉淀物坚硬而致密，被称之为水垢。由于水垢的导热性较差，所以一旦在受热面上形成较多的水垢，将会影响受热面的导热性，会导致金属管壁局部温度升高，当温度超出了金属管壁所允许的极限范围时，金屬因为过热而产生蠕变，强度降低，在高压的情况下，就会导致受热面鼓包、穿孔、破裂现象的发生，受热面受损后，直接影响到锅炉运行的安全性。

5. 锅炉受热面安装质量

安装质量不过关是造成泄漏问题并且造成发电机组非计划停运的重要原因之一。锅炉的安装质量不过关会在很大程度上给电力企业造成巨大的经济效益损失。除此之外，安装质量不过关还会提升锅炉面管泄漏的次数并且降低锅炉受热面健康水平，造成许多火力发电企业的安全生产无法得到有效的贯彻。

三、锅炉受热面损坏主要防治措施

1. 为了防止氧化皮的快速形成，其主要的防治措施应当控制整个机组的局部或整体温度的超温运行。无论是主蒸汽温度还是再热蒸汽温度，其温度控制都应当服务于整个锅炉内的管道壁温度。如果发生超过管壁温度的现象，应当及时进行燃烧调整，如果燃烧调整无效，可以适当地进行降低中间点温度，以便适合整个机组的温度运行。在现实条件下，加强对锅炉气温与烟温的偏离主要温度的差别调整与监测，可以有效地防止受热面局部超温运行现象的发生。

2. 锅炉受热面产生水垢的主要原因是因为锅炉给水含有杂质，水质不达标而导致的，所以通过控制管理锅炉给水的水质，是降低水垢的重要途径。所以应该根据锅炉的运行状况，对锅炉用水设计合理的水质标准，并且严格把控质量关。在保证锅炉给水质量的基础上，应该对锅炉进行定期保养，防止水垢的形成。此外，还应该针对锅炉的运行状况，设计合理的给水量，尽量减少补给水量。？

3. 对于在电站锅炉受热面管子安装焊接缺陷，必须要采取相应的措施来预防和减少这些缺陷的产生和发展。焊接中出现的问题诸如焊缝波纹粗劣，焊缝不均匀、不整齐，焊缝与母材不圆滑过渡，焊接接头差，焊缝高低不平等现象，大部分是由于焊口的清理不干净，焊接电流和速度等没有控制好，可以对焊缝成型的焊缝进行打磨、补焊，在操作之前应该对工程图纸进行仔细的研究，严格地遵循相关的标准。对于不同的焊接位置用不同的焊接方法和焊接技能，合理控制好焊接电流和速度，同时提高自身的专业水平；对于在靠焊缝边缘的母材上有凹陷或沟槽的焊接缺陷，主要是因为焊接电流过大，焊丝送进速度太慢，这样就会导致电弧变长，这种情况会减小母材的有效截面积，其预防措施主要是根据焊接项目的规范要求，选择合适的电流参数和与之协调的焊丝送进速度，尽量使用短弧焊接。

4. 要坚持预防为主的方针，充分分析泄漏原因，掌握泄漏的现状和规律，采取必要的措施，防止事故的扩大和重复发生。为了防止“四管”泄漏，必须坚持全过程质量管理，对受热面的制造、安装、检修、运行的各个环节把好质量关。停炉后，在条件允许时要进行全面细致的防磨检查，发现问题及时处理。

四、结语

在火力发电厂安全生产过程中，锅炉设备的安全运行起着决定性的作用。由于锅炉受热面泄露和爆管等事故必须停炉消缺，所以锅炉受热面安全运行与否是整个火力发电厂安全生产的重中之重。锅炉受热面检查没有捷径可走，只有实实在在地投入大量的人力、物力和精力，采取应修必修、修必修好的态度，发生事故本着“四不放过”的原则，只有这样，才能保证锅炉的运行安全。